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效率可达CPU一万倍、内含800万神经元:英特尔发布神经形态芯片超算
来源:机器之心 作者:泽南 发布时间:2019/8/1 17:15  点击数:619 次 
人类大脑由 860 亿个互相连接的神经元组成,英特尔最近推出的类脑芯片系统 Pohoiki Beach 向「模拟大脑」这一目标前进了一大步,这是一个拥有 800 万人工神经元的计算机系统。据英特尔介绍,其组成芯片在 AI 任务中的速度是传统 CPU 的一千倍,能耗效率是一万倍。
 
 
英特尔还表示,类脑芯片越扩展效率越高,这是传统架构无法企及的。

神经形态学工程,也称神经形态计算,通常是指使用电路系统来模拟生物的神经形态学结构,或许是下一代计算机的发展方向。此前,来自 MIT、普渡大学、斯坦福、IBM、惠普等大学和公司的先驱者们都曾提出自己的全栈系统,但没有一家能像今天的英特尔这样如此接近神经形态学研究的终极目标——后者推出了一台超越前人千倍算力的超级计算机。

它就是刚刚在底特律美国国防部高级研究计划局(DARPA)2019 电子复兴峰会上出现的「Pohoiki Beach」系统,这是一款能够模拟 800 万神经元的 64 芯片计算机。英特尔实验室总监 Rich Uhlig 表示,Pohoiki Beach 已经免费向 60 个研究伙伴提供。这些机构正在使用新类型的芯片挑战最尖端领域的研究,其中包括可扩展 AI 算法,如冗余编码和路径规划。

「我们对 Loihi 扩展后构建更强大神经形态系统的结果印象深刻。现在 Pohoiki Beach 已经提供给超过 60 个合作伙伴使用,他们将使用这种专用系统解决复杂、计算密集型问题。」Uhlig 表示。
 
 
Pohoiki Beach 包含 64 个 128 核心,14 纳米制程的 Loihi 神经形态芯片,这些芯片首次出现在世人面前是在 2017 年 10 月的 Neuro Inspired Computational Elements(NICE)研讨会上。它们具有 60 毫米裸片尺寸,每块包含 20 亿个晶体管、13 万个人工神经元和 1.3 亿个突触,此外还附有三个管理 Lakemont 核心用于任务编排。特别的是,Loihi 拥有可编程微码学习引擎,可在片上训练异步脉冲神经网络(SNN)——这是一种将时间结合进模型操作的特殊 AI 模型,可以让模型的不同组件不会同时被输入处理。SNN 被认为可以高效实现自适应修改、基于事件驱动和细粒度平行计算。

「使用 Loihi,我们可以在运行实时深度学习基准测试时比 GPU 节省 109 倍的能耗,而与专用的物联网推理硬件相比,神经形态芯片也节约了 5 倍能耗,」Applied Brain Research 联合首席执行官、滑铁卢大学教授 Chris Eliasmith 表示,他们的团队正在使用 Loihi 进行研究。

英特尔表示,今年晚些时候,它将推出一个更大的 Loihi 系统——Pohoki Springs,该系统将拥有超过 1 亿神经元、1 万亿个突触,预计包含 768 颗芯片、1.5 万亿个晶体管。下一代神经形态系统将提供「前所未有的」性能和效率。

此外,Santa Clara 公司将继续通过英特尔神经形态研究社区(Intel Neuromorphic Research Community)为用户提供访问其 Loihi 云系统和 Kapoho Bay(基于 Loihi 的 USB 形状因子系统)的权限。

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